第三讲室内声学原理.ppt

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1、第三讲室内声学原理现在学习的是第1页，共19页随与声源距离的增加，声能发生衰减。对于点声源有：一、声音在室外与室内的传播之声波在室外空旷地带的传播规律距离增加一倍，声压级减少6dB。对于存在地面反射的情况，有：现在学习的是第2页，共19页与室外情况很不同。形成“复杂声场复杂声场”。1、距声源同样的距离，室内比室外响些。2、室内声源停止发声后，声音不会马上消失，会有一个交混回响的过程，一般时间较短。夸张：“绕梁三日，不绝于耳”3、当房间较大、而且表面形状变化复杂时，会形成回声和声场分布不均，有时出现声聚焦、驻波等。以上现象源于：封闭空间内各个界面使声波被反射或散射。一、声音在室外与室内的传播之声

2、波在室内封闭空间的传播现在学习的是第3页，共19页在室内声学中，可以用几何声学、统计声学和波动声学的理论加以分析。但对于建筑师来讲，可以少些关心复杂的理论分析和数学推导，重要的是重要的是在于弄清楚一些声学基本原理，掌握一些必要的在于弄清楚一些声学基本原理，掌握一些必要的解决实际问题的方法和计算公式，特别是弄清楚解决实际问题的方法和计算公式，特别是弄清楚物理意义。物理意义。一、声音在室外与室内的传播之建筑声学现在学习的是第4页，共19页二、声波在室内的反射与几何声学之反射界面的平均吸声系数反射界面的平均吸声系数混响室界面全反射，声能在声音停止后，无限时间存在。普通厅堂房间等界面部分反射，声能在声

3、音停止后，经过多次反射吸收，能量逐渐下降。消声室界面全吸收，声能在声音停止后，完全没有任何反射吸收，在接触界面后，声能立即消失。现在学习的是第5页，共19页二、声波在室内的反射与几何声学之声音在房间内的反射声音在房间内的反射现在学习的是第6页，共19页二、声波在室内的反射与几何声学之声音在房间内的反射声音在房间内的反射现在学习的是第7页，共19页二、声波在室内的反射与几何声学之室内声音反射的几种情况室内声学中，常利用几何作图的方法，主要研究一次或二次反射声分布情况。在使用几何声学方法时应注意两个条件：1）只考虑能量关系。2）声波所遇到的反射界面、障碍物尺寸应比声音的波长大得多。现在学习的是第8

4、页，共19页二、声波在室内的反射与几何声学之室内声音的增长、稳态和衰减从能量的角度，考虑在室内声源开始发声、持续发生、停止等情况下声音形成和消失的过程。现在学习的是第9页，共19页三、混响时间 ReverberationTime(RT)之混响时间的定义室内声场达到稳态后，声源突然停止发声，室内声压级将按线性规律衰减。衰减60dB所经历的时间叫混响时间T60，单位S。现在学习的是第10页，共19页三、混响时间 ReverberationTime(RT)之混响时间的定义 实际的混响衰减曲线。由于衰减量程及本底噪声的干扰，造成很难在60dB内都有良好的衰减曲线，因此有时取T30或T20代替T60。现

5、在学习的是第11页，共19页三、混响时间 ReverberationTime(RT)之赛宾(Sabine)公式 赛宾是美国物理学家，他发现混响时间近似与房间体积成正比，与房间总吸声量成反比，并提出了混响时间经验计算公式赛宾公式。公式适用于：现在学习的是第12页，共19页三、混响时间 ReverberationTime(RT)之伊林（Eyring)公式公式中：4m空气吸收系数，空气吸收=4mV当频率取=2KHz时，一般地，4m与湿度温度有关，通常取相对湿度60%，温度20oC时，4m为2KHz0.009 4KHz 0.022计算RT时，一般取125、250、500、1K、2K、4K六个倍频程中心

6、频率现在学习的是第13页，共19页三、混响时间 ReverberationTime(RT)之混响时间计算的不确定性、混响时间计算的不确定性包括下列两方面：、室内条件与原公式假设条件并不完全一致。1）室内吸声分布不均匀 2）室内形状，高宽比例过大 造成声场分布不均匀，扩散不完全、计算用材料吸声系数与实际情况有误差一般误差在10%15%、计算RT的意义：、“控制性”地指导材料的选择与布置。、预测建筑室内的声学效果、分析现有的音质问题现在学习的是第14页，共19页四、室内声压级计算及混响半径当室内声源声功率一定时，稳态时，在室内内距离为r的某点声压级可以预计，室内稳态声压级的计算公式为：公式前提：1

7、）点声源2）连续发声3）声场分布均匀指向性因数：QQ=1,2,4,8混响半径：混响声能密度=直达声能密度=混响半径现在学习的是第15页，共19页普遍存在的共振现象：暖瓶倒水、口腔发声等等。在房间内存在共振现象：驻波五、房间的共振与共振频率现在学习的是第16页，共19页五、房间的共振与共振频率现在学习的是第17页，共19页简并现象：当不同共振方式的共振频率相同时，出现共振频率的重叠，称为“简并”。简并出现时，共振频率的声音被大大加强，形成频率特性的失真，低频会产生翁声，或产生“声染色”（coloration)五、房间的共振与共振频率现在学习的是第18页，共19页防止简并现象的根本原则：使共振频率分布尽可能均匀。具体措施有：1）选择合适的房间尺寸、比例和形状；2）将房间的墙或天花做成不规则形状；3）将吸声材料不规则地分布在房间的界面上。五、房间的共振与共振频率现在学习的是第19页，共19页